一种自闭锁螺栓机构及其使用方法与流程

本发明涉及机械紧固件技术领域，具体涉及一种自闭锁螺栓机构及其使用方法。

背景技术：

螺栓是在现代工业生产中应用相当广泛的一类机械零件，也是非常重要的紧固部件，各种机械设备、桥梁、铁路、工具和仪器等都需要用到各式各样的螺栓。

螺栓由头部和螺杆两部分组成，需与螺母配合使用，在机械设备运作过程中，特别是高速度运行时，螺母可能会随着纹路逐步松动，若不及时维护，容易造成生产施工事故。

目前已知的螺母的防松结构有摩擦防松、机械螺母防松、铆冲防松和结构防松等。

摩擦防松是增加螺纹副之间的压力和摩擦力，来防止相对转动，对于螺母的拆卸比较方便，但在冲击、振动和变载荷的情况下，螺栓会因松弛导致预紧力下降，随着振动次数的增加，损失的预紧力缓慢地增多，最终将会导致螺母松脱、螺纹联接失效。

机械螺母防松是利用止动件直接限制螺纹副的相对转动，如采用开口销、串连钢丝和止动垫圈等，这种方式造成安装繁琐拆卸不方便，不利于广泛生产应用。

铆冲防松是在拧紧防松螺母后采用冲点、焊接、粘接等方法，使螺纹副失去运动副特性而连接成为不可拆连接。这种方式的防松螺母安装，其栓杆只能使用一次，且拆卸十分困难，必须破坏防松螺母螺栓副方可拆卸。

结构防松是利用螺纹副自身具有正反螺纹的结构，使用两种不同旋向的螺母，即唐氏螺纹防松原理。虽然唐氏螺纹防松螺丝有一定防松动作业，但是外围螺母仍然会松动脱落，从而使螺杆失去防松功能。

因此，现有的螺母的防松结构并不能实现完全防止松动的功能，只能延缓螺母的松动时间，且对螺栓的强度性能也有一定的减弱。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种自闭锁螺栓机构及其使用方法，不仅可有效防止定位螺母在非人为外力的作用下相对螺栓转动，且定位螺母拆卸方便。

本发明第一方面提供一种自闭锁螺栓机构，其包括：

螺栓，其一端设有防转限位座；

自锁套筒，其套设于上述防转限位座，并与上述防转限位座形成不可转动的插接配合，上述自锁套筒端面贯穿设有一圈安装孔；

定位螺母，其开设有与螺栓适配的螺纹孔并套设于上述螺栓，上述定位螺母与上述自锁套筒平行设置；

固定杆，其设有多个，每个固定杆包括杆体和杆头，每个杆体穿过一个安装孔，并与上述定位螺母连接，上述杆体套设有弹簧，上述弹簧一端抵接自锁套筒，其另一端抵接上述杆头；

上述自锁套筒可沿上述固定杆在靠近和远离定位螺母的方向上运动。

基于第一方面，在可能的实施例中，上述固定杆的杆体位于上述自锁套筒和定位螺母之间的部分套设有小螺母，上述杆体设有与小螺母相适配的外螺纹，上述小螺母尺寸大于上述安装孔的尺寸；

上述固定杆的杆头尺寸大于上述弹簧外径尺寸。

基于第一方面，在可能的实施例中，上述自锁套筒中部设有通孔，上述防转限位座插接于上述通孔，并与通孔形成不可转动的插接配合。

基于第一方面，在可能的实施例中，上述防转限位座为多边形结构，上述通孔内壁沿周向设置有滚花。

基于第一方面，在可能的实施例中，上述防转限位座为多边形结构，上述通孔为与防转限位座相适配的多边形通孔。

基于第一方面，在可能的实施例中，上述安装孔为台阶孔，其包括相互连通的大孔段和小孔段，上述大孔段远离上述定位螺母设置，上述弹簧一端设置于上述大孔段内，并抵接于台阶孔的台阶面。

基于第一方面，在可能的实施例中，上述定位螺母朝向自锁套筒的端面设有多个与上述固定杆一一对应的定位孔，每个固定杆焊接固定于一个定位孔内。

基于第一方面，在可能的实施例中，上述螺栓包括螺杆和螺栓头，上述螺栓头位于螺杆远离上述防转限位座的一端；

上述螺杆、螺栓头和防转限位座一体成型，且上述防转限位座的尺寸小于上述螺杆尺寸。

本发明第二方面提供一种自闭锁螺栓机构的使用方法，其包括以下步骤：

向上述自锁套筒方向旋转小螺母，使弹簧压缩至极限，此时上述自锁套筒与定位螺母间距最大；

将定位螺母旋入螺栓至要求锁定的位置，此时上述自锁套筒朝向定位螺母的端面所在平面与防转限位座的端面所在平面相互错开；

向上述定位螺母方向旋转小螺母释放弹簧，上述自锁套筒向定位螺母移动并套设于防转限位座，上述自锁套筒与防转限位座形成不可转动的插接配合。

基于第二方面，在可能的实施例中，当需要松开上述定位螺母时，重新向上述自锁套筒方向旋转小螺母，将上述弹簧压缩至上述自锁套筒脱离防转限位座，转动定位螺母退出螺栓。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的自闭锁螺栓机构，结构简单，定位螺母拆卸方便；通过自锁套筒与防转限位座形成不可转动的插接配合，可有效防止定位螺母在非人为外力的作用下相对螺栓转动，定位螺母也不会松弛导致预紧力下降，保证螺栓连接的稳固性。

(2)本发明的自闭锁螺栓机构，拆装方便，通过旋转小螺母将弹簧压缩至极限，使自锁套筒与定位螺母间距最大，即可将定位螺母旋入螺栓至所需位置，释放弹簧后，使自锁套筒套设在防转限位座上，并与防转限位座之间形成不可转动的插接配合，进而实现定位螺母与螺栓之间的锁定，起到防止螺栓松动的作用；当需要松开定位螺母时，只需要重新旋转小螺母，压缩弹簧至自锁套筒脱离防转限位座，即可转动定位螺母退出螺栓。

附图说明

图1为本发明实施例提供的自闭锁螺栓机构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的螺栓的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的自锁套筒与定位螺母的安装示意图；

图4为本发明实施例提供的自锁套筒的结构示意图。

图中：1-螺栓，11-防转限位座，12-螺杆，13-螺栓头，2-自锁套筒，21-安装孔，211-大孔段，212-小孔段，22-通孔，3-定位螺母，31-定位孔，4-固定杆，41-杆体，42-杆头，43-小螺母，5-弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种自闭锁螺栓机构，包括螺栓1、自锁套筒2、定位螺母3和固定杆4。

参见图2所示，上述螺栓1一端设有防转限位座11。本实施例中，螺栓1还包括螺杆12和螺栓头13，上述螺栓头13位于螺杆12远离防转限位座11的一端。上述螺杆12靠近防转限位座11的部分设有螺纹，且防转限位座11的尺寸小于上述螺杆12尺寸。

上述自锁套筒2套设于上述防转限位座11，且自锁套筒2与防转限位座11之间形成不可转动的插接配合，上述自锁套筒2端面贯穿设有一圈安装孔21。

定位螺母3开设有与螺栓1适配的螺纹孔，当需要紧固时，定位螺母套设在上述螺栓1上，该定位螺母3与自锁套筒2平行设置，且定位螺母3的中心轴线与自锁套筒2的中心轴线在同一条直线上。

参见图3所示，固定杆4设有多个，其数量可与安装孔21对应设置。每个固定杆4包括杆体41和与杆体41一体成型的杆头42。每个杆体41穿过一个安装孔21，并与上述定位螺母3固定连接，每个杆体41上均套设有一个弹簧5，每个弹簧5的一端抵接在自锁套筒2上，弹簧5的另一端抵接在固定杆4的杆头42上。优选地，弹簧5一直处于压缩状态，因此，自锁套筒2始终承受弹簧5提供的压缩弹力。

上述自锁套筒2可沿上述固定杆4在靠近和远离定位螺母3的方向上运动，以实现对螺栓1和定位螺母3的锁定和解锁。

本实施例的自闭锁螺栓机构，结构简单，定位螺母拆卸方便。当定位螺母3旋入螺栓1至所需位置时，通过自锁套筒2与防转限位座11形成不可转动的插接配合，可有效防止定位螺母3在震动等非人为外力的作用下相对螺栓1转动，定位螺母3也不会松弛导致预紧力下降，保证螺栓1连接的稳固性，克服了现有螺栓使用一段时间后容易松动的缺陷，具有较好的实用性和可操作性。

本实施例中，上述固定杆4的杆体41位于上述自锁套筒2和定位螺母3之间的部分，套设有小螺母43，上述杆体41设有与小螺母43相适配的外螺纹。上述小螺母43尺寸大于安装孔21的尺寸。

上述固定杆4的杆头42的尺寸大于上述弹簧5外径尺寸，以避免弹簧5脱出固定杆4。

本实施例中，上述自锁套筒2中部设有通孔22，上述防转限位座11插接于上述通孔22，并与通孔22形成不可转动的插接配合。

优选地，上述防转限位座11为多边形结构，通孔22内壁沿周向设置有滚花。通过设置滚花，在保证通孔22与防转限位座11可形成不可转动的插接配合的同时，还有利于自锁套筒2在任意角度均可套入防转限位座11进行限位锁定。

在其他实施例中，上述防转限位座11为多边形结构，上述通孔22还可为与防转限位座11相适配的多边形通孔22。通孔22的尺寸和结构与防转限位座11的尺寸和结构相匹配，以实现更好地限位。为了保证自锁套筒2在更多角度可套入防转限位座11，通孔22的截面形状至少为六边形及六边形以上的多边形。

参见图4所示，本实施例中，上述安装孔21为台阶孔，该台阶孔包括相互连通的大孔段211和小孔段212，上述大孔段211的孔径大于小孔段212的孔径，上述大孔段211远离定位螺母3设置，小孔段212靠近定位螺母3设置。上述弹簧5一端设置于上述大孔段211内，并抵接于台阶孔的台阶面。此时，小螺母43尺寸大于小孔段212的尺寸即可。

本实施例中，每个固定杆4焊接固定于定位螺母3的表面。

在其他实施例中，上述定位螺母3朝向自锁套筒2的端面可设置多个定位孔31，多个定位孔31与多个固定杆4一一对应，每个固定杆4焊接固定于一个定位孔31内，以增加固定杆4与定位螺母3之间的连接稳固性。

本实施例中，上述螺杆12、螺栓头13和防转限位座11一体成型。因此，仅需要对螺栓1进行简单的改造，配合定位螺母3和自锁套筒2，即可防止震动等外在因素引起的螺栓1松动，且改造成本低。在不改变螺栓1原产品特性的情况下，对各行业的生产安全和生产效率具有重要意义。

本实施例的螺栓机构在使用之前，需要先将自锁套筒2和定位螺母3通过固定杆4进行连接，使自锁套筒2和定位螺母3形成拧紧与锁死一体的自锁结构，具体包括：

首先将弹簧5套设在固定杆4上，然后将套设有弹簧5的固定杆4穿过自锁套筒2，再将小螺母43旋入固定杆4的中部，最后将固定杆4的端部焊接固定在定位螺母3对应的定位孔31内即可。自锁套筒2和定位螺母3之间的间距可以通过小螺母43调节。

本实施例还提供一种自闭锁螺栓机构的使用方法，其包括以下步骤：

首先将螺栓1插入所需连接部件，然后朝向上述自锁套筒2的方向旋转小螺母43，使弹簧5压缩至极限，此时上述自锁套筒2与定位螺母3的间距最大。

然后按照正常操作将定位螺母3旋入螺栓1至要求锁定的位置，此时上述自锁套筒2朝向定位螺母3的端面所在平面，与防转限位座11远离螺栓头13的端面所在平面相互错开。可选地，两个平面相互贴合，或两个平面之间留有较小的间隙。

最后向上述定位螺母3方向旋转小螺母43释放弹簧5，上述自锁套筒2向定位螺母3移动并套设于防转限位座11，且自锁套筒2与防转限位座11形成不可转动的插接配合，完成的定位螺母3与螺栓1锁定。此时，因弹簧5在设计时预留了一定的压缩力，每次释放弹簧5时不会完全释放，因此弹簧5对自锁套筒2始终有推压作用，定位螺母3与螺栓1之间不会产生相对运动而松动，实现防止定位螺母3松动的作用。

本实施例中，当需要检修或松开上述定位螺母3时，只需要重新向上述自锁套筒2方向旋转小螺母43，将上述弹簧5压缩至自锁套筒2脱离防转限位座11，即可转动定位螺母3退出螺栓1，达到解除螺栓1紧固的作用。

本实施例的自闭锁螺栓机构，拆装方便，通过旋转小螺母将弹簧压缩至极限，使自锁套筒与定位螺母间距最大，即可将定位螺母旋入螺栓至所需位置，释放弹簧后，使自锁套筒套设在防转限位座上，并与防转限位座之间形成不可转动的插接配合，进而实现定位螺母与螺栓之间的锁定，起到防止螺栓松动的作用；当需要松开定位螺母时，只需要重新旋转小螺母，压缩弹簧至自锁套筒脱离防转限位座，即可转动定位螺母退出螺栓。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。